2015年武汉大学复旦大学神农架保护区考察植物采集统计 与分析 宋东源徐鹏昊李旭航3 (复旦大学生命科学学院,上海200433) 摘要:神农架拥有很髙的植物物种多样性。在2015年,武汉大学和复旦 大学在神农架联合开展野外考察,其中的一项重要内容就是采集植物并 制作标本。之后,我们整理了标本记录,发现共采集了103科,480种 植物。我们根据调查结果,讨论了神农架的植物物种多样性;并试图分 析人为因素对采集的影响,以供这门课程改进时参考。 关键词:神农架,植物物种多样性,海拔格局 The statistics and analysis of the plant collection in the 2015 wuhan University and fudan university study on Mt shennongjia Dongyuan Song"Penghao Xu? Xuhang Li School of life Sciences, Fudan University, Shanghai 200433 Abstract: Mt. Shennongjia was found to have high plant species diversity In 2015, Wuhan University and Fudan University jointly carried out a field study in Mt Shennongjia. During the investigation, an important task was collecting plant species and produced specimens. After that, we sorted the specimen record and found 480 plant species and 103 Families had been collected. Based on the results of the investigation, we discuss the plant species diversity of Mt Shennongjia; and we try to analyze the influence of human factors on the collection, as a useful reference for improvement o this course Key words: Mt Shennongjia, plant species diversity, altitudinal pattern 武汉大学神农架野外实习基地经过武汉大学生命科学学院多年建设,已经摸 索出一套成熟的实习线路和实习活动方案,为参加实习的学生认识丰富多彩的自 *共同第一作者。AuthorforcorrespondingEmail:13307110258@Fudan.edu.cn
2015 年武汉大学-复旦大学神农架保护区考察植物采集统计 与分析 宋东源 1* 徐鹏昊 2* 李旭航 3 （复旦大学生命科学学院，上海 200433） 摘要：神农架拥有很高的植物物种多样性。在 2015 年，武汉大学和复旦 大学在神农架联合开展野外考察，其中的一项重要内容就是采集植物并 制作标本。之后，我们整理了标本记录，发现共采集了 103 科，480 种 植物。我们根据调查结果，讨论了神农架的植物物种多样性；并试图分 析人为因素对采集的影响，以供这门课程改进时参考。 关键词：神农架，植物物种多样性，海拔格局 The statistics and analysis of the plant collection in the 2015 Wuhan University and Fudan University study on Mt.Shennongjia Dongyuan Song1* Penghao Xu2 Xuhang Li3 School of Life Sciences, Fudan University, Shanghai 200433 Abstract: Mt. Shennongjia was found to have high plant species diversity. In 2015, Wuhan University and Fudan University jointly carried out a field study in Mt. Shennongjia. During the investigation, an important task was collecting plant species and produced specimens. After that, we sorted the specimen record and found 480 plant species and 103 Families had been collected. Based on the results of the investigation, we discuss the plant species diversity of Mt.Shennongjia; and we try to analyze the influence of human factors on the collection, as a useful reference for improvement of this course. Key words: Mt. Shennongjia, plant species diversity, altitudinal pattern 武汉大学神农架野外实习基地经过武汉大学生命科学学院多年建设，已经摸 索出一套成熟的实习线路和实习活动方案，为参加实习的学生认识丰富多彩的自 * 共同第一作者。 Author for corresponding .Email: 13307110258@fudan.edu.cn
然界—一尤其是多种多样的植物一一提供了极其宝贵的机会。虽然在多年的实践 中,本实习方案得到了各校师生的广泛好评,但据我们了解,并没有对实习情况 特别是其中植物采集情况的相关分析。为了进一步学习和了解神农架植物分布, 同时较系统和科学的分析本次实习所设计的实习线路和植物采集的情况,我们对 本次实习中所有小组的植物采集情况做了详细的收集和电子化处理,汇总出本次 实习考察的植物采集情况明细。在此基础上,我们又对采集明细进行分析,以探 究其中规律,发现问题并尝试做出回答,同时也为以后改进实习线路等提供宝贵 的第一手资料。 研究材料和方法 11研究对象 1.1.1神农架保护区总体介绍 神农架国家自然神农架自然保护区建立于1983年,1990年被联合国教科文 组织正式列为国际“人与生物圈保护网”的组成部分(朱兆泉,1999)。地处湖 北省西北部,保护区总面积70,467km2,随着海拔的变化,降水情况和温度情况 有着很大差别,随海拔升高表现出北亚热带、暖温带、寒温带的气候特征,气温 垂直分布明显,属北亚热带和暖温带过渡气候,保存了丰富的动植物资源。(姜 治国,2010)神农架地理位置独特,地处北亚热带,既是亚热带与北温带的交界 处,又是我国西部高原与东部低山丘陵的交界处,使其气候条件独特,南北植物 混杂,富含多种植物区系地理成分。主要包括西南一一大巴山脉成分,西北秦 岭山脉成分,华中区系成分以及神农架特有植物(贺昌锐,1997)。 神农架保护区植物种类极其丰富,由于调査的深度与范围不同,对神农架自 然保护区内维管植物种类的统计数据差异很大。一般认为有3000种左右。彭林 鹏等的调査共记载保护区内维管植物236科1027属3239种(其中包括275个变 种),分别占湖北省维管植物241科1455属6020种的979%、70.6%、53.8%。 其中苔藓47科111属216种,蕨类植物28科61属157种,裸子植物5科16 属29种,被子植物156科、839属、2837种。此外,还有真菌、地衣共926种 (彭林鹏,2010)。2011年的神农架本底资源调查则共记载保护区内维管植物222 科3549种,其中蕨类植物38科289种,种子植物184科3260种(张代贵,2011, 内部资料)。神农架林区野生种和原始种丰富,如野荞麦(Fσgσ pyrum cymσsum) 野生大豆( Glycine soja)等。除此之外,保护区有着许多濒危植物资源,包括、 水杉( Metasequoia glyptostroboides)、红豆杉( Taxus chinensis)、珙桐( Davidia involucrate)等6种国家I级保护野生植物,以及16种国家Ⅲ级保护野生植物。 另外,保护区内还有42种神农架地区特有植物(彭林鹏,2010)。神农架保护区
然界——尤其是多种多样的植物——提供了极其宝贵的机会。虽然在多年的实践 中，本实习方案得到了各校师生的广泛好评，但据我们了解，并没有对实习情况 特别是其中植物采集情况的相关分析。为了进一步学习和了解神农架植物分布， 同时较系统和科学的分析本次实习所设计的实习线路和植物采集的情况，我们对 本次实习中所有小组的植物采集情况做了详细的收集和电子化处理，汇总出本次 实习考察的植物采集情况明细。在此基础上，我们又对采集明细进行分析，以探 究其中规律，发现问题并尝试做出回答，同时也为以后改进实习线路等提供宝贵 的第一手资料。 研究材料和方法 1.1 研究对象 1.1.1 神农架保护区总体介绍 神农架国家自然神农架自然保护区建立于 1983 年，1990 年被联合国教科文 组织正式列为国际“人与生物圈保护网”的组成部分（朱兆泉，1999）。地处湖 北省西北部，保护区总面积 70,467km2，随着海拔的变化，降水情况和温度情况 有着很大差别，随海拔升高表现出北亚热带、暖温带、寒温带的气候特征，气温 垂直分布明显，属北亚热带和暖温带过渡气候，保存了丰富的动植物资源。（姜 治国，2010）神农架地理位置独特，地处北亚热带，既是亚热带与北温带的交界 处，又是我国西部高原与东部低山丘陵的交界处，使其气候条件独特，南北植物 混杂，富含多种植物区系地理成分。主要包括西南——大巴山脉成分，西北-秦 岭山脉成分，华中区系成分以及神农架特有植物（贺昌锐，1997）。 神农架保护区植物种类极其丰富，由于调查的深度与范围不同，对神农架自 然保护区内维管植物种类的统计数据差异很大。一般认为有 3000 种左右。彭林 鹏等的调查共记载保护区内维管植物 236 科 1027 属 3239 种（其中包括 275 个变 种），分别占湖北省维管植物 241 科 1455 属 6020 种的 97.9％、70.6％、53.8％。 其中苔藓 47 科 111 属 216 种，蕨类植物 28 科 61 属 157 种，裸子植物 5 科 16 属 29 种，被子植物 156 科、839 属、2837 种。此外，还有真菌、地衣共 926 种 （彭林鹏，2010）。2011 年的神农架本底资源调查则共记载保护区内维管植物 222 科 3549 种，其中蕨类植物 38 科 289 种，种子植物 184 科 3260 种（张代贵，2011， 内部资料）。神农架林区野生种和原始种丰富，如野荞麦（Fagopyrum cymosum）， 野生大豆（Glycine soja）等。除此之外，保护区有着许多濒危植物资源，包括、 水杉（Metasequoia glyptostroboides）、红豆杉（Taxus chinensis）、珙桐（Davidia involucrate）等 6 种国家 I 级保护野生植物，以及 16 种国家 II 级保护野生植物。 另外，保护区内还有 42 种神农架地区特有植物（彭林鹏，2010）。神农架保护区
自然植被属于中国北亚热带常绿落叶阔叶混交林带,为常绿、落叶栎类一一华山 松植被区的东缘部分。自然植被包括6种植被型,即:针叶林、阔叶林、竹林、 灌丛、草丛、沼泽;海报变化和独特的气候条件使神农架林区拥有了丰富的植被 1.1.2植物采集对象与采集地点 神农架自然保护区内的维管植物品种。采集地点包括木鱼镇(海拔约1200 米)、天生桥(海拔约1800米)、漳宝河(海拔约1200米)、燕子垭(海拔约2400 米)、官门山(海拔约1200米)五个 12采样与调查方法 采用手工采集,采集时以8人小组为单位进行,根据老师要求,每两个小组 合计采集植物种类数至少200种。采集植物标本时,为保证鉴定的准确性,尽量 采集有花或果实的植株。对于较矮小的草本植物,将其连根掘出;对于较髙大的 草本植物或木本植物,取其约40厘米左右枝条。每种植物采集时采2-3个枝条 (或植株)。 13实验方法与数据处理 1.3.1植物鉴定与标本记录 采集到的植物一般当天即进行鉴定。以采样的8人小组为单位,在指导老师 帮助下,借助有关资料、工具书进行标本鉴定。 鉴定过的标本全部压制保存,并同时记录标本。每两个小组合用一本标本记 录本,记录植物学名、正名、俗名、采集地点等信息 1.3.2数据录入与统计 使用C语言编写程序,将标本记录本内容录入并统计,生成数据形式如下 小连翘 Hypericum erectum Thunb. ex Mur 共录入8个小组的标本记录本。录入时,对于标本记录本中的无效信息(完 全未鉴定、未鉴定到种等)不予录入 统计结果为:共1518条记录。 使用C语言编写程序,将上统计结果中的在神农架2011年本地资源调査资 料的神农架植物名录中进行对照,以正名进行匹配,自动添加学名。未在神农架 植物名录中匹配成功的采用手动搜索。得到采集总记录,见附录一;采集总记录 (神农架植物名录有记载品种),见附录二;和神农架植物名录无记载品种记录, 见附录三
自然植被属于中国北亚热带常绿落叶阔叶混交林带，为常绿、落叶栎类——华山 松植被区的东缘部分。自然植被包括 6 种植被型，即：针叶林、阔叶林、竹林、 灌丛、草丛、沼泽；海报变化和独特的气候条件使神农架林区拥有了丰富的植被 群。 1.1.2 植物采集对象与采集地点 神农架自然保护区内的维管植物品种。采集地点包括木鱼镇（海拔约 1200 米）、天生桥（海拔约 1800 米）、漳宝河（海拔约 1200 米）、燕子垭（海拔约 2400 米）、官门山（海拔约 1200 米）五个。 1.2 采样与调查方法 采用手工采集，采集时以 8 人小组为单位进行，根据老师要求，每两个小组 合计采集植物种类数至少 200 种。采集植物标本时，为保证鉴定的准确性，尽量 采集有花或果实的植株。对于较矮小的草本植物，将其连根掘出；对于较高大的 草本植物或木本植物，取其约 40 厘米左右枝条。每种植物采集时采 2-3 个枝条 （或植株）。 1.3实验方法与数据处理 1.3.1 植物鉴定与标本记录 采集到的植物一般当天即进行鉴定。以采样的 8 人小组为单位，在指导老师 帮助下，借助有关资料、工具书进行标本鉴定。 鉴定过的标本全部压制保存，并同时记录标本。每两个小组合用一本标本记 录本，记录植物学名、正名、俗名、采集地点等信息。 1.3.2 数据录入与统计 使用 C 语言编写程序，将标本记录本内容录入并统计，生成数据形式如下： 小连翘 Hypericum erectum Thunb.ex Murr. 5 2 0 3 0 0 共录入 8 个小组的标本记录本。录入时，对于标本记录本中的无效信息（完 全未鉴定、未鉴定到种等）不予录入。 统计结果为：共 1518 条记录。 使用 C 语言编写程序，将上统计结果中的在神农架 2011 年本地资源调查资 料的神农架植物名录中进行对照，以正名进行匹配，自动添加学名。未在神农架 植物名录中匹配成功的采用手动搜索。得到采集总记录，见附录一；采集总记录 （神农架植物名录有记载品种），见附录二；和神农架植物名录无记载品种记录， 见附录三
2.结果 21采集总体情况 采集总记录共包含480种植物,分属103科(附录一);神农架植物名录中 有记录的有449种,分属103科(附录二):无记录的有31种,分属24科(附 录三)。 22物种采集频数 采集记录本中某种植物的记录次数视为该物种的采集频数,如小连翘 hypericum erectum Thunb. ex Mur,记录本中共出现5次记录,则其采集频数为 5 物种的平均采集频数为316次/种 统计各采集频数分布状况。见表2.2、图2.2 表22不同种采集频数 频数 Frequency 5 2 Number 百分比 5.83%6 8.54% 11.25% 图22采集频数分布状况 Fig 2.2 Distribution of collection frequence 7;20;4.17% 6;28;583% 1;165;34.38% 5;41;8.54% 4;54;11.25% 2;84;17.50% 3:53:11.04% ■>8■7■6■5■4■3■2■1
2. 结果 2.1采集总体情况 采集总记录共包含 480 种植物，分属 103 科（附录一）；神农架植物名录中 有记录的有 449 种，分属 103 科（附录二）；无记录的有 31 种，分属 24 科（附 录三）。 2.2物种采集频数 采集记录本中某种植物的记录次数视为该物种的采集频数，如小连翘 Hypericum erectum Thunb.ex Murr.，记录本中共出现 5 次记录，则其采集频数为 5。 物种的平均采集频数为 3.16 次/种。 统计各采集频数分布状况。见表 2.2、图 2.2。 表 2.2 不同种采集频数 Table2.2 Collection frequence of different species 频数 Frequency ≥8 7 6 5 4 3 2 1 数量 Number 35 20 28 41 54 53 84 165 百分比 Percentage 7.29% 4.17% 5.83% 8.54% 11.25% 11.04% 17.50% 34.38% 图 2.2 采集频数分布状况 Fig.2.2 Distribution of collection frequence ≥8; 35; 7.29% 7; 20; 4.17% 6; 28; 5.83% 5; 41; 8.54% 4; 54; 11.25% 2; 84; 17.50% 3; 53; 11.04% 1; 165; 34.38% >8 7 6 5 4 3 2 1
可以看出,采集频数为1或2的物种数百分比为52.27%,超过一半,说明 各小组采集的植物种类相当分散,同一种植物被多次采集的情况较少。 23采集地点 采集地点共有5个:木鱼镇、天生桥、漳宝河、燕子垭、官门山。统计各个 地点采集情况。 表23各地点采集情况 Table 2. 3 The collection of different places 采集地点 木鱼镁 天生桥 津宝河 燕于踅 官门山 Tiansheng Changba Bridge 海拔米 2110 百分比 43.61% 作图反映各地点采集种数情况。 图23各地点采集种数 Fig. 2. 3 The number of species from different collection sites 官门山;46;3.03% 燕子垭;284; 木鱼镇;313 0.62% 18.71% 天生桥;213 1403% 漳宝河;662 43.61% ■木鱼镇■天生桥■漳宝河■燕子垭■官门山
可以看出，采集频数为 1 或 2 的物种数百分比为 52.27%，超过一半，说明 各小组采集的植物种类相当分散，同一种植物被多次采集的情况较少。 2.3采集地点 采集地点共有 5 个：木鱼镇、天生桥、漳宝河、燕子垭、官门山。统计各个 地点采集情况。 表 2.3 各地点采集情况 Table 2.3 The collection of different places 采集地点 Collection site 木鱼镇 Muyu 天生桥 Tiansheng Bridge 漳宝河 Zhangbao River 燕子垭 Yanziya 官门山 Mt. Guanmen 海拔/米 Altitude/m 1200 1200 1140 2110 1200 数量 Number 313 213 662 284 46 百分比 Percentage 20.62% 14.03% 43.61% 18.71% 3.03% 作图反映各地点采集种数情况。 图 2.3 各地点采集种数 Fig.2.3 The number of species from different collection sites 木鱼镇; 313; 20.62% 天生桥; 213; 14.03% 漳宝河; 662; 43.61% 燕子垭; 284; 18.71% 官门山; 46; 3.03% 木鱼镇 天生桥 漳宝河 燕子垭 官门山
24科分布情况 我们近似认为神农架植物名录包含神农架所有植物种类,统计时去除不在名 录中的物种,采集的植物共包含103科。 统计每科的物种数与其占总物种数的百分比。因为科的数目极多,仅选取采 集种数前十的11个科(有并列)。 表24各科种数与百分比 Table 2. 4 The number and percentage of species in different Families 科名 菊科 Asteraceae 音薇科 Rosaceae 8.46% 豆科 禾本科 百合科 Liliaceae 毛科 Ranunculaceae 3.56% 形科 Apiacea 3.34% 虎耳草科 Saxifragaceae 尊麻科 Urticaceae 223% 平均每科采集种数为4.36种,占总物种数0.97% 25采集种类所占神农架植物名录中种类百分比 我们近似认为神农架植物名录包含神农架所有植物种类,统计时去除不在名 录中的物种得简表如下: 神农架植物名录种数 采集到的种 百分比 3549 12.65% 选取采集种数前十的11个科(有并列)为代表,计算其在神农及植物名录 对应科内的百分比,高于平均百分比的结果用下划线标出。 表25采集种数占该科在神农架名录中总数的百分比 Table 2.5 The percentage of collection species in the corresponding Family in The Name Catalogue of Shennongjia Plant
2.4科分布情况 我们近似认为神农架植物名录包含神农架所有植物种类，统计时去除不在名 录中的物种，采集的植物共包含 103 科。 统计每科的物种数与其占总物种数的百分比。因为科的数目极多，仅选取采 集种数前十的 11 个科（有并列）。 表 2.4 各科种数与百分比 Table 2.4 The number and percentage of species in different Families 科名 Family 数量 Number 百分比 Percentage 菊科 Asteraceae 49 10.91% 蔷薇科 Rosaceae 38 8.46% 豆科 Leguminosae 20 4.45% 禾本科 Gramineae 20 4.45% 百合科 Liliaceae 20 4.45% 毛茛科 Ranunculaceae 16 3.56% 蓼科 Polygonaceae 15 3.34% 伞形科 Apiaceae 15 3.34% 唇形科 Labiatae 11 2.45% 虎耳草科 Saxifragaceae 10 2.23% 荨麻科 Urticaceae 10 2.23% 平均每科采集种数为 4.36 种，占总物种数 0.97%。 2.5采集种类所占神农架植物名录中种类百分比 我们近似认为神农架植物名录包含神农架所有植物种类，统计时去除不在名 录中的物种,得简表如下： 神农架植物名录种数 采集到的种数 百分比 3549 449 12.65% 选取采集种数前十的 11 个科（有并列）为代表，计算其在神农及植物名录 对应科内的百分比，高于平均百分比的结果用下划线标出。 表 2.5 采集种数占该科在神农架名录中总数的百分比 Table 2.5 The percentage of collection species in the corresponding Family in The Name Catalogue of Shennongjia Plant
科名 名录中数量 百分比 Number in the 菊科 Asteraceae 普薇科 Rosaceae 1836 豆科 Leguminosae 15.87% 禾本科 Gramineae 百合科 Liliaceae 科 Polygonaceae 15 277 伞形科 Apiaceae 居形科 Labiatae 8.80% 虎耳草科 Saxifragaceae 尊麻科 Urticaceae 1923 可以看出,采集种数高的科基本也都有高于平均的百分比,说明它们在采集 时被偏好选择 3分析与讨论 31神农架自然保护区的生物多样性 神农架物种多样性极高,在引言中已经介绍。本次考察的结果,也从两个方 面再次印证了这一点。 3.1.1植物种数与科数多 这次实习共采集到480种植物,分属103科,是相当可观的数量。虽然种类 数仅占神农架植物名录总数的1265%,但考虑到本次考察时间短,采集地点较 少,且采集人仅受过较短时间培训,采集到的植物种数如此之多,足以说明神农 架的植物种类丰富度很高。 3.1.2采集种类与科分布极为分散 采集频数统计结果显示,种的平均采集频数为3.16次/种,表明采集的重复 度很低;进一步的分析显示,采集频数为1或2的物种数百分比为5227%,超 过总数的一半。对于同一物种,平均被采集的次数仅略超过三次,且半数以上的 物种仅被采集了一到二次,尤其是采集频数为1的种类有165种之多,占比高达 34.38%。采集频数少,意味着同一物种被采集多次的概率低,进而说明由于物种
科名 Family 数量 Number 名录中数量 Number in the catalogue 百分比 Percentage 菊科 Asteraceae 49 261 18.77% 蔷薇科 Rosaceae 38 207 18.36% 豆科 Leguminosae 20 126 15.87% 禾本科 Gramineae 20 180 11.11% 百合科 Liliaceae 20 137 14.60% 毛茛科 Ranunculaceae 16 102 15.69% 蓼科 Polygonaceae 15 54 27.78% 伞形科 Apiaceae 15 85 17.65% 唇形科 Labiatae 11 125 8.80% 虎耳草科 Saxifragaceae 10 65 15.38% 荨麻科 Urticaceae 10 52 19.23% 可以看出，采集种数高的科基本也都有高于平均的百分比，说明它们在采集 时被偏好选择。 3. 分析与讨论 3.1神农架自然保护区的生物多样性 神农架物种多样性极高，在引言中已经介绍。本次考察的结果，也从两个方 面再次印证了这一点。 3.1.1 植物种数与科数多 这次实习共采集到 480 种植物，分属 103 科，是相当可观的数量。虽然种类 数仅占神农架植物名录总数的 12.65%，但考虑到本次考察时间短，采集地点较 少，且采集人仅受过较短时间培训，采集到的植物种数如此之多，足以说明神农 架的植物种类丰富度很高。 3.1.2 采集种类与科分布极为分散 采集频数统计结果显示，种的平均采集频数为 3.16 次/种，表明采集的重复 度很低；进一步的分析显示，采集频数为 1 或 2 的物种数百分比为 52.27%，超 过总数的一半。对于同一物种，平均被采集的次数仅略超过三次，且半数以上的 物种仅被采集了一到二次，尤其是采集频数为 1 的种类有 165 种之多，占比高达 34.38%。采集频数少，意味着同一物种被采集多次的概率低，进而说明由于物种
多样性丰富导致了采集地点的种类极为分散 对科的统计结果显示,采集植物种类分属多达103科。而物种丰富度是可以 用样方内种数/属数,属数/科数,种数/科数的比值来表示的(沈泽昊,2004)。 科的数目越多,每科包含的种数越少,也就意味着物种分化程度高,生物多样性 高。根据统计,本次采集的种数/科数为436:进一步的分析显示,仅有1种的 科多达34个,占总科数的330%。这说明我们采集的地点植物物种分化程度很 高,反映了神农架保护区很高的生物多样性 32影响植物物种多样性的地理因素 海拔是影响神农架植物物种多样性分布格局的主要因素(zhao,2005)。对神 农架南坡植物群落多样性的调査显示,植物多样性垂直格局基本符合“单峰”模 式。峰值出现在海拔1400-1500m;但混交林类型的多样性和区系分化强度较髙 (沈泽吴,2004)。 首先统计五个采集地点采集到的植物种数与科数。 图3.21各采集地点植物种数与科数 Fig 3. 2. 1 Number of species and families from different collection sites 323 300 200 56 漳宝河 官门山 木鱼镇 天生桥 燕子垭 采集地点 Collection site ■种数■科数 之前已经提到,物种丰富度是可以用样方内种数/属数,属数/科数,种数/ 科数的比值来表示。我们计算了此次五个采集地点的种数/科数,从左向右采集 地点海拔依次升高,作图。 比值越高,则物种多样性越低。遗憾的是,采集结果并没有出现典型的“单 峰”模式 我们认为之所以没有得出类似结果的原因主要有两点: 采集地点被采集的先后顺序对采集结果有关键影响。我们采集的顺序是:木 鱼镇、天生桥、官门山、燕子垭、漳宝河。由于采集时的要求是尽量不重复采集 同一品种,这就导致采集顺序靠后的地点的种类不会包括已被采集的种类,使得
多样性丰富导致了采集地点的种类极为分散。 对科的统计结果显示，采集植物种类分属多达 103 科。而物种丰富度是可以 用样方内种数/属数，属数/科数，种数/科数的比值来表示的（沈泽昊，2004）。 科的数目越多，每科包含的种数越少，也就意味着物种分化程度高，生物多样性 高。根据统计，本次采集的种数/科数为 4.36；进一步的分析显示，仅有 1 种的 科多达 34 个，占总科数的 33.00%。这说明我们采集的地点植物物种分化程度很 高，反映了神农架保护区很高的生物多样性。 3.2影响植物物种多样性的地理因素 海拔是影响神农架植物物种多样性分布格局的主要因素（Zhao,2005）。对神 农架南坡植物群落多样性的调查显示，植物多样性垂直格局基本符合“单峰”模 式。峰值出现在海拔 1400-1500 m；但混交林类型的多样性和区系分化强度较高 （沈泽昊，2004）。 首先统计五个采集地点采集到的植物种数与科数。 图 3.2.1 各采集地点植物种数与科数 Fig.3.2.1 Number of species and families from different collection sites 之前已经提到，物种丰富度是可以用样方内种数/属数，属数/科数，种数/ 科数的比值来表示。我们计算了此次五个采集地点的种数/科数，从左向右采集 地点海拔依次升高，作图。 比值越高，则物种多样性越低。遗憾的是，采集结果并没有出现典型的“单 峰”模式。 我们认为之所以没有得出类似结果的原因主要有两点： 采集地点被采集的先后顺序对采集结果有关键影响。我们采集的顺序是：木 鱼镇、天生桥、官门山、燕子垭、漳宝河。由于采集时的要求是尽量不重复采集 同一品种，这就导致采集顺序靠后的地点的种类不会包括已被采集的种类，使得 323 42 159 125 156 94 26 56 58 56 0 50 100 150 200 250 300 350 漳宝河 官门山 木鱼镇 天生桥 燕子垭 采集地点 Collection site 种数 科数
植物种类数偏少 没有使用样方来调査。这就使得采集并非随机采集。采集时的路线、天气状 况乃至采集人的主观选择,都对结果有很大影响。 因此,之前的分析仅能作为参考,更加科学的结论还需进一步研究。 图32.2各采集地点种数科数 Fig 3. 2.2 Species/families of different collection sites 4.36 E3.00 2.84 史2.50 62 1.50 漳宝河官门山木鱼镇天生桥燕子垭 采集地点 Collection site 33采集时采集人主观选择对采集结果的影响 因为采集时并不是样方采集,这就导致主观选择是无法避免的。通过计算采 集结果与神农架植物名录对应科内的百分比,并选取了采集种数前十的11科(有 并列)进行分析,发现有9科的百分比高于平均百分比,说明它们很可能是被偏 好采集的 为了继续分析,我们又选取神农架植物名录中科内种数前二十的20科进行 统计 表3.3采集比例与名录比例 Table 3.3 The proportion of the collection and the catalogue 名录中排序名录中种采集种数 名录比例 采集比例 class in Number Proport n Collection Catalogue species in numbers Catalogue portion 菊科 Asteraceae 普薇科 Rosacea 禾本科 Gramineae 041
植物种类数偏少； 没有使用样方来调查。这就使得采集并非随机采集。采集时的路线、天气状 况乃至采集人的主观选择，都对结果有很大影响。 因此，之前的分析仅能作为参考，更加科学的结论还需进一步研究。 图 3.2.2 各采集地点种数/科数 Fig.3.2.2 Species/families of different collection sites 3.3采集时采集人主观选择对采集结果的影响 因为采集时并不是样方采集，这就导致主观选择是无法避免的。通过计算采 集结果与神农架植物名录对应科内的百分比，并选取了采集种数前十的 11 科（有 并列）进行分析，发现有 9 科的百分比高于平均百分比，说明它们很可能是被偏 好采集的。 为了继续分析，我们又选取神农架植物名录中科内种数前二十的 20 科进行 统计。 表 3.3 采集比例与名录比例 Table 3.3 The proportion of the collection and the catalogue 科名 Class 名录中排序 Order in Catalogue 名录中种数 Number of species in Catalogue 采集种数 Collection numbers 名录比例 Proportion in Catalogue 采集比例 Collection proportion 菊科 Asteraceae 1 261 49 1.00 1.00 蔷薇科 Rosaceae 2 207 38 0.78 0.79 禾本科 Gramineae 3 180 20 0.41 0.69 3.44 1.62 2.84 2.16 2.79 4.36 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 漳宝河 官门山 木鱼镇 天生桥 燕子垭 总计 种数/科数 Species/Families 采集地点 Collection site
百合科 Liliaceae 唐形科 Labiatae 兰科 Orchidaceae 毛科 Ranunculaceae 0.33 莎耳科 Cyperaceae 0.04 伞形科 Apiaceae 玄参科 Scrophulariaceae12 7 0.1 虎耳草科 Saxifragaceae 13 65 0.20 水龙骨科 Polypodiaceae 尊麻科 Urticaceae 大科 Euphorbiaceae 0.06 黄耳科 Rubiaceae 和科 Lauraceae 44 5 0.10 0.17 如果我们以采集种数最多的菊科 Asteraceae作为基准,有几个科的百分比明 显是显著偏少的,如兰科 Orchidaceae和莎草科 Cyperaceae等。兰科 Orchidaceae 采集种数少的原因很可能是因为兰科 Orchidaceae植物生长环境特殊,不易采集; 莎草α cyperaceae科采集种数少的原因则可能是缺少易辨识的花或果实,且易与 禾本科 Gramineae混淆。 有趣的是,蓼科 Polygonaceae的采集比例显著大于菊科 Asteraceae,表明被 采集显著偏多,这其中的原因还有待进一步研究。 34每科的采集种数与该科在神农架植物名录种数的关系 前文中已经提到,我们近似认为神农架植物名录包括了所有神农架有分布的 植物种类。在3.3中我们探讨了采集时采集人主观选择对采集结果的影响。同事 我们也猜测,每科的采集种数与该科在神农架植物名录种数的关系。我们直觉猜 测是,某一科在神农架植物名录种数多,则该科被采集到的种数也应当多。 为了进一步分析每科的采集种数和该科在神农架植物名录种数,我们统计了
百合科 Liliaceae 4 137 20 0.41 0.52 豆科 Leguminosae 5 126 20 0.41 0.48 唇形科 Labiatae 6 125 11 0.22 0.48 兰科 Orchidaceae 7 108 0 0.00 0.41 毛茛科 Ranunculaceae 8 102 16 0.33 0.39 莎草科 Cyperaceae 9 98 2 0.04 0.38 伞形科 Apiaceae 10 85 15 0.31 0.33 鳞毛蕨科 Dryopteridaceae 11 73 7 0.14 0.28 玄参科 Scrophulariaceae 12 70 7 0.14 0.27 虎耳草科 Saxifragaceae 13 65 10 0.20 0.25 十字花科 Cructferae 14 56 6 0.12 0.21 蓼科 Polygonaceae 15 54 15 0.31 0.21 水龙骨科 Polypodiaceae 16 53 1 0.02 0.20 荨麻科 Urticaceae 17 52 10 0.20 0.20 大戟科 Euphorbiaceae 18 47 3 0.06 0.18 茜草科 Rubiaceae 19 47 6 0.12 0.18 樟科 Lauraceae 20 44 5 0.10 0.17 如果我们以采集种数最多的菊科 Asteraceae 作为基准，有几个科的百分比明 显是显著偏少的，如兰科 Orchidaceae 和莎草科 Cyperaceae 等。兰科 Orchidaceae 采集种数少的原因很可能是因为兰科 Orchidaceae 植物生长环境特殊，不易采集； 莎草 Cyperaceae 科采集种数少的原因则可能是缺少易辨识的花或果实，且易与 禾本科 Gramineae 混淆。 有趣的是，蓼科 Polygonaceae 的采集比例显著大于菊科 Asteraceae，表明被 采集显著偏多，这其中的原因还有待进一步研究。 3.4 每科的采集种数与该科在神农架植物名录种数的关系 前文中已经提到，我们近似认为神农架植物名录包括了所有神农架有分布的 植物种类。在 3.3 中我们探讨了采集时采集人主观选择对采集结果的影响。同事 我们也猜测，每科的采集种数与该科在神农架植物名录种数的关系。我们直觉猜 测是，某一科在神农架植物名录种数多，则该科被采集到的种数也应当多。 为了进一步分析每科的采集种数和该科在神农架植物名录种数，我们统计了
